Đề tài " Thiết kế bộ chỉnh lưu máy hàn hồ quang một chiều "

SV Kiều trí Dũng Thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn 1 chiều ĐỀ TÀI Thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn hồ quang một chiều Giảng viên hướng dẫn : Sinh viên thực hiện : - 1 - SV Kiều trí Dũng Thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn 1 chiều Sinh viên thực hiện : 1 - 2 - SV Kiều trí Dũng Thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn 1 chiều Đồ áN MÔN HọC ĐIệN Tử CÔNG SUấT Đề số 11: Thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn 1 chiều có các thông số sau: U vào (V) U ra (V) I ra (A) 3x380 40 1500 - 3 - SV Kiều trí Dũng Thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn 1 chiều LờI NóI ĐầU Ngày nay,cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ và những ứng dụng của nó trong công nghiệp nói chung và trong công nghiệp điện tử nói riêng.Những thiết bị điện tử công suất lớn đã ra đời và đang trở nên thông dụng,cần thiết đối với cuộc sống vì vậy việc nắm bắt,am hiểu rõ về thiết bị này đối với các kỹ sư điện là ắt buộc Sự ra đời, phát triển nhanh chóng và ngày càng hoàn thiện của các linh kiện điện tử, bán dẫn công suất lớn như Diode, Thyristor, Triac, Tranzitor và đặc biệt là vi xử lí đã tạo ra một bước đột phá mới làm thay đổi một cách sâu sắc, toàn diện cũng như thúc đẫy mạnh mẽ sự phát triển các thiết bị, hệ thống thiết bị điện- điện tử, các hệ thống điều khiển… Đối với sinh viên khoa điện nói chung và đặc biệt là sinh viên ngành tự động hóa của chúng em thì việc nắm vững lí thuyết môn học Điện Tử Công Suất và biết cách ứng dụng chúng vào thực tế là điều rất quan trọng. Hiện nay hàn điện là một công nghệ được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, trong xây dựng và trong công nghiệp chế tạo máy. ở học kỳ này em được các thầy cô giao cho đồ án môn học có đề tài là: Thiết kế bộ chỉnh lưu máy hàn hồ quang một chiều. Được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình cuả các thầy cô trong bộ môn và đặc biệt là sự hướng dẫn trực tiếp của thầy Tạ Duy Hà, emđã hoàn thành đồ án đúng thời gian quy định. Mặc đù em đa cố gắng rất nhiều trong việc tìm hiểu cũng thiết kế đồ án nhưng do trình độ có hạn nên đồ án không thể tránh khỏi sai sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! - 4 - SV Kiều trí Dũng Thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn 1 chiều ChươngI: khái niệm chung về công nghệ hàn một chiều 1.Khái niệm về hàn điện: hàn điện là một công nghệ phổ biến nhất trong kỹ thuật hiện đại.ở các ngành đóng tàu,ngành xây dựng,ngành chế tạo máy móc không thể thiếu máy hàn điện.Hàn điện củng được áp dụng ở những đơn vị sản xuất nhỏ và những công ty lớn trong các ngành công nghiệp khác. 2.Định nghĩa hàn: Hàn là quá trình nối hai vật liệu bằng kim loại với nhau bằng cách nung nóng chổ nối đến nóng chảy hoặc gần nóng chảy. 3. Hồ quang điện và hàn hồ quang điện: Hồ quang điện hàn là một dạng phóng điện trong chất khí với mật độ dòng điện lớn(10 2 đến 10 3 A/mm 2 ). ở điều kiện bình thường chất khí hầu như không dẫn điện. Nếu đặt lên hai điện cực trong môi trường không khí một điện trường có cường độ đủ lớn thì có thể phá vỡ cách điện của chất khí và có khả năng dẫn dòng điện lớn, phụ thuộc vào tính chất chất khí, áp suất của nó, nhiệt độ môi trường, vật liệu làm điện cực, độ lớn của cường độ điện trường… Đặc tính V-A, đặc tính tĩnh của hồ quang: Để giảm được U mồi mà vẫn gây được hồ quang người ta cho hai điện cực tiếp xúc nhau gây ra I đoãn mạch. Nếu I đoãn mạch đủ lớn sẻ nung kim loại chổ tiếp xúc nóng chảy. Thường sử dụng đoạn đặc tính CD đẻ hàn. - 5 - I h A B C D h U SV Kiều trí Dũng Thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn 1 chiều Hàn điện hồ quang là dùng nhiệt lượng của hồ quang điện nung nóng chổ hàn làm cho kim loại vật hàn chảy và kim loại bổ sung chảy để nối hai vật lại. KHI HÀN: CHO QUE HÀN CHẠM VÀO VẬT HÀN 0.1 S XONG ĐƯA LÊN CAO 3-4 MM. DO TÁC DỤNG CỦA ĐIỆN TRỞ NÊN ĐẦU NÚT QUE HÀN VÀ CHỔ VẬT HÀN TIẾP XÚC VỚI QUE HÀN BỊ NUNG NÓNG. KHI NHẤC QUE HÀN LÊN KHỎI VẬT HÀN QUE HÀN BẮN RA ĐIỆN TỬ, CÁC ĐIỆN TỬ BẮN NHANH ĐẬP VÀO VẬT HÀN BIẾN ĐỘNG NĂNG THÀNH NHIỆT NĂNG DẪN ĐẾN VẬT HÀN BỊ CHẢY. MÔI TRƯỜNG GIỮA QUE HÀN VÀ VẬT HÀN CHỊU TÁC DỤNG CỦA ĐIỆN TRƯỜNG BỊ ION HÓA, CÁC ION DƯỜI ĐI LÊN RẤT NHANH BIẾN ĐỘNG NĂNG THÀNH NHIỆT NĂNG DẪN ĐẾN QUE HÀN NÓNG CHẢY VÀ NHỎ GIỌT XUỐNG VẬT HÀN. 4. CÁC YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI NGUỒN HÀN HỒ QUANG: NGUỒN ĐIỆN CUNG CẤP CHO HÀN HỒ QUANG CÓ THỂ LÀ XOAY CHIỀU HOẶC MỘT CHIỀU. TRONG ĐÓ NGUỒN HÀN HỒ QUANG MỘT CHIỀU CÓ HAI LOẠI LÀ : - BỘ BIẾN ĐỔI QUAY(MÁY PHÁT HÀN MỘT CHIỀU) - BỘ BIẾN ĐỔI TĨNH(BỘ CHỈNH LƯU). VỚI SỰ PHÁT TRIỂN CỦA KĨ THUẬT BÁN DẪN CÔNG SUẤT LỚN ĐÃ ĐƯA RA NHIỀU ỨNG DỤNG TRONG NGUỒN HÀN MỘT CHIỀU. NGUỒN HÀN MỘT CHIỀU DÙNG BỘ CHỈNH LƯU CÓ NHỮNG ƯU VIỆT SAU ĐÂY SO VỚI MÁY PHÁT HÀN MỘT CHIỀU: + CHỈ TIÊU NĂNG LƯỢNG CAO + KHÔNG CÓ PHẦN QUAY - 6 - SV Kiều trí Dũng Thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn 1 chiều + HIỆU SUẤT CAO, CHI PHÍ VẬN HÀNH, BÃO DƯỠNG VÀ SỮA CHỮA THẤP. TUY NHIÊN CHÚNG ĐỀU CÓ NHỮNG YÊU CẦU CHUNG SAU: - ĐIỆN ÁP KHÔNG TẢI ĐỦ LỚN VÀ LỚN HƠN ÁP KHI CÓ TẢI ĐỂ MỒI ĐƯỢC HỒ QUANG VÀ HÀN ĐƯỢC DỄ DÀNG: NGUỒN HÀN MỘT CHIỀU VÓI ĐIỆN CỰC LÀ: KIM LOẠI : U 0MIN = (30 - 40) V THAN : U 0MIN = (45 - 55) V - ĐẢM BẢO AN TOÀN LÚC LÀM VIỆC Ở CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CŨNG NHƯ Ở CHẾ ĐỘ NGẮN MẠCH LÀM VIỆC. BỘI SỐ LÀM VIỆC NGẮN MẠCH KHÔNG ĐƯỢC QUÁ LỚN. 4,12,1 ÷== dm nm I I I λ TRONG ĐÓ: I λ -BỘI SỐ DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH nm I - DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH [A] - NGUỒN HÀN PHẢI CÓ CÔNG SUẤT LỚN. - NGUỒN HÀN PHẢI CÓ KHẢ NĂNG ĐIỀU CHỈNH ĐƯỢC DÒNG HÀN; VÌ NHƯ TA ĐÃ BIẾT DÒNG ĐIỆN HÀN PHỤ THUỘC VÀO ĐƯỜNG KÍNH QUE HÀN. DÒNG ĐIỆN HÀN ĐƯỢC TÍNH THEO BIỂU THỨC SAU: dI h )6040( ÷= TRONG ĐÓ : h I - DÒNG ĐIỆN HÀN [A] D - ĐƯỜNG KÍNH QUE HÀN [MM]. - ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA NGUỒN HÀN PHẢI ĐÁP ỨNG THEO TỪNG PHƯƠNG HÁP HÀN. ĐẶC TÍNH NGOÀI LÀ ĐƯỜNG BIỂU DIỄN QUAN HỆ GIỮA ÁP TRÊN HAI ĐƯA RA CỦA MÁY VỚI DÒNG TẢI. CÁC ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA NGUỒN ĐIỆN - 7 - 1 2 3 4 U I SV Kiều trí Dũng Thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn 1 chiều HÀN: 1: ĐẶC TÍNH DỐC 2: ĐẶC TÍNH THOẢI 3: ĐẶC TÍNH CỨNG 4: ĐẶC TÍNH TĂNG NGUỒN HÀN DÙNG CHO PHƯƠNG PHÁP HÀN HỒ QUANG BẰNG TAY PHẢI CÓ ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI DỐC. NGUỒN HÀN DÙNG CHO PHƯƠNG PHÁP HÀN HỒ QUANG TỰ ĐỘNG PHẢI CÓ ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI CỨNG. CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CÓ RẤT NHIỀU PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN ĐỂ THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CHO NGUỒN HÀN 3 PHA.Ở ĐÂY TA XÉT CÁC PHƯƠNG ÁN SAU: - CHỈNH LƯU TIA 3 PHA CÓ ĐIỀU KHIỂN. - CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA ĐIỀU KHIỂN KHÔNG ĐỐI XỨNG. - CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA CÓ ĐIỀU KHIỂN. 2. SƠ ĐỒ HÌNH TIA 3 PHA: A. SƠ ĐỒ ĐỒ THỊ: - 8 - SV Kiều trí Dũng Thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn 1 chiều B. CÔNG THỨC TÍNH TOÁN: - ĐIỆN ÁP CHỈNH LƯU NHẬN ĐƯỢC: ααθθ α α CosUCosUdSinUU dd 02 6 5 6 2 2 63 2 2 3 = Π = Π = ∫ + Π + Π VỚI 220 17,1 2 63 UUU d = Π = - ĐIỆN ÁP NGƯỢC ĐẶT LÊN VAN: 22max 45,26 UUU ng == - DÒNG ĐIỆN TẢI TRUNG BÌNH: d d d R U I = - DÒNG ĐIỆN TRUNG BÌNH QUA VAN: 3 d v I I = - DÒNG ĐIỆN THỨ CẤP MÁY BIẾN ÁP : d d d I I dIdiI 58,0 3 2 1 2 1 6 5 6 2 6 5 6 2 22 == Π = Π = ∫∫ + Π + Π + Π + Π α α α α θθ - CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP : d P IUIU S 35,1 2 33 2211 = + = 3. SƠ ĐỒ 3 PHA ĐIỀU KHIỂN KHÔNG ĐỐI XỨNG: A. SƠ ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ: B. CÔNG THỨC TÍNH TOÁN: - ĐIỆN ÁP CHỈNH LƯU NHẬN ĐƯỢC: - 9 - SV Kiều trí Dũng Thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn 1 chiều )1(17,1)1( 2 63 22 αα CosUCosUU d +=+ Π = - ĐIỆN ÁP NGƯỢC ĐẶT LÊN VAN: 22max 45,26 UUU ng == - DÒNG ĐIỆN TẢI TRUNG BÌNH: d d d R U I = - DÒNG ĐIỆN TRUNG BÌNH QUA VAN: 3 d v I I = - DÒNG ĐIỆN THỨ CẤP MÁY BIẾN ÁP : - CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP : d P IUIU S 05,1 2 33 2211 = + = - ĐIỆN ÁP CHỈNH LƯU NHẬN ĐƯỢC: - 10 - [...]... CHNG III THIT K TNH TON MCH LC I.THIT K MCH LC: b a c CD at r c 2c c 1c c 1c c 1c c r c T4 t1 2c c r c r 2c c T6 t3 2c c r c r c 2c c T2 t5 2c c l r s u phd Sơ đồ mạch lực II THIT K MY BIN P: - 14 - vật hàn SV Kiu trớ Dng Thit k b chnh lu dựng cho mỏy hn 1 chiu 1 CC THễNG S C BN CA MY BIN P: - IN P S CP: U1 =3 X 380 (V) - IN P PHA TH CP: PHNG TRèNH CN BNG IN P KHI Cể TI: U d 0 = U d + U U = U TRONG ể... thy cụ giỏo trong b mụn c bit l thy T Duy H v s - 32 - SV Kiu trớ Dng Thit k b chnh lu dựng cho mỏy hn 1 chiu giỳp ca cỏc bn cựng nhúm, em ó hon thnh cỏc nhim v c giao ca bn ỏn : Thit k b chnh lu hn h quang mt chiu Trong quỏ trỡnh thc hin, do trỡnh cũn hn ch nờn chc chn em khụng th trỏnh khi nhng thiu sút, em rt mong nhn c nhng ý kin úng gúp ca cỏc thy cụ giỏo v cỏc bn bn ỏn ny c hon thin hn Em xin . SV Kiều trí Dũng Thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn 1 chiều ĐỀ TÀI Thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn hồ quang một chiều Giảng viên hướng. Kiều trí Dũng Thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn 1 chiều Đồ áN MÔN HọC ĐIệN Tử CÔNG SUấT Đề số 11: Thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn 1 chiều có các